JPS63137147A - 窒化可能な非調質快削鋼 - Google Patents
窒化可能な非調質快削鋼Info
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- JPS63137147A JPS63137147A JP28287686A JP28287686A JPS63137147A JP S63137147 A JPS63137147 A JP S63137147A JP 28287686 A JP28287686 A JP 28287686A JP 28287686 A JP28287686 A JP 28287686A JP S63137147 A JPS63137147 A JP S63137147A
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Landscapes
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- Solid-Phase Diffusion Into Metallic Material Surfaces (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
及ユ五旦追
［産業上の利用分野］
本発明は、非調質で高い強度を示し、窒化処理をして使
用に供することのできる快削鋼に関する。
用に供することのできる快削鋼に関する。
［従来の技術］
各種の機械構造用部品をつくる材料の中には、すぐれた
被削性を有するとともに、窒化処理をして使用するもの
がおる。 発明者らは、在来の窒化処理用の快削鋼の窒
化効果を高めることを意図して研究し、適量のＣｒおよ
び（また、は）■の添加をはじめとする合金組成の選択
によってこの意図が実現することを見出し、すでに開示
した（特願昭６１−１１２７１７号）。
被削性を有するとともに、窒化処理をして使用するもの
がおる。 発明者らは、在来の窒化処理用の快削鋼の窒
化効果を高めることを意図して研究し、適量のＣｒおよ
び（また、は）■の添加をはじめとする合金組成の選択
によってこの意図が実現することを見出し、すでに開示
した（特願昭６１−１１２７１７号）。
一方、自動車部品のような低コストを要求される機械部
品は、鍛造して直ちに水中に投入することにより焼きが
入り、通常の焼入れ一焼戻しの調質処理を必要としない
ことが望ましい。 この、いわゆる鍛造焼入れにより、
機械加工が可能な限度内で適当な強度を与え、そののち
加工したちのを、必要に応じて窒化処理を施して使用に
供することができれば、いっそう好都合である。
品は、鍛造して直ちに水中に投入することにより焼きが
入り、通常の焼入れ一焼戻しの調質処理を必要としない
ことが望ましい。 この、いわゆる鍛造焼入れにより、
機械加工が可能な限度内で適当な強度を与え、そののち
加工したちのを、必要に応じて窒化処理を施して使用に
供することができれば、いっそう好都合である。
【発明が解決しようとする問題点１
本発明の目的は、上記した技術の現状を踏えて、さきに
開示した窒化処理に適する快削鋼をさらに改良して、鍛
造焼入れが可能なもの、つまり窒化処理可能な非調質快
削鋼を提供することにある。
開示した窒化処理に適する快削鋼をさらに改良して、鍛
造焼入れが可能なもの、つまり窒化処理可能な非調質快
削鋼を提供することにある。
１哩の璽メ
（問題点を解決するための手段］
本発明の窒化処理可能な非調質快削鋼は、基本的な合金
組成としては、Ｃ：０．０５〜０．２％、Ｓｉ ：０
．１５〜１．０％、Ｍｎ：０．５〜２゜０％およびＣｒ
：０．２〜３．０％に加えて、Ｎｂ ：０．０１〜０
．２％またはＮｂ ：０．０１〜０．２％ａにびＶ：０
．００５〜０．４％、ならびにＳ：０．０３〜０．３５
％、Ｐｂ：０．０５〜０．３％、Ｂｉ ：０．０２〜０
．２％、Ｂｅ：０．０３〜０．３％およびＴｅ ：０．
０１〜０゜１％の１種または２種以上を含有し、残部Ｆ
ｅおよび不可避の不純物からなる。
組成としては、Ｃ：０．０５〜０．２％、Ｓｉ ：０
．１５〜１．０％、Ｍｎ：０．５〜２゜０％およびＣｒ
：０．２〜３．０％に加えて、Ｎｂ ：０．０１〜０
．２％またはＮｂ ：０．０１〜０．２％ａにびＶ：０
．００５〜０．４％、ならびにＳ：０．０３〜０．３５
％、Ｐｂ：０．０５〜０．３％、Ｂｉ ：０．０２〜０
．２％、Ｂｅ：０．０３〜０．３％およびＴｅ ：０．
０１〜０゜１％の１種または２種以上を含有し、残部Ｆ
ｅおよび不可避の不純物からなる。
強度および靭性のいっそう高い部品の製造を所望する場
合は、上記の基本合金組成に対して、さらにＭｏ ：０
．０５〜０．５％およびＴａ：０゜０１〜０．２％の１
種または２種を添加した合金組成を採用するとよい。
合は、上記の基本合金組成に対して、さらにＭｏ ：０
．０５〜０．５％およびＴａ：０゜０１〜０．２％の１
種または２種を添加した合金組成を採用するとよい。
いずれの場合も、合金中のＭｎおよびＳの含有量を、原
子比でＭｎ ／Ｓ≧４となるようにするとよい。
子比でＭｎ ／Ｓ≧４となるようにするとよい。
不純物のうち重要なものについて、好ましい規制値を示
せば、Ｐ：０．１０％以下、Ａｊ：０゜０１％以下、Ｏ
：２０１）９ｍ以下である。
せば、Ｐ：０．１０％以下、Ａｊ：０゜０１％以下、Ｏ
：２０１）９ｍ以下である。
［作 用］
上記の合金組成の選択により窒化処理可能な非調質快削
鋼が実現する線溝を、各合金成分のはたらきおよび組成
の限定理由をもって示せば、つぎのとおりである。
鋼が実現する線溝を、各合金成分のはたらきおよび組成
の限定理由をもって示せば、つぎのとおりである。
Ｃ：０．０５〜０．２％
機械構造部品に必要な強度を確保するため、０．０５％
以上存在させる。 多量になると硬さの増大に伴う加工
性の低下が耐え難くなるので、０，２％を上限とした。
以上存在させる。 多量になると硬さの増大に伴う加工
性の低下が耐え難くなるので、０，２％を上限とした。
Ｓｉ：０．１５〜１．０％
脱酸剤としてはたらくほか、焼入性を高める。
しかし被削性にはマイナスであるから、上記の範囲内の
添加量をえらぶ。
添加量をえらぶ。
Ｍｎ ：０．５〜２．０％、Ｍｎ ／Ｓ≧４３ｉ と同
様に、脱酸および焼入性向上に１９立つほか、ＭｎＳを
形成して被削性に寄与する。
様に、脱酸および焼入性向上に１９立つほか、ＭｎＳを
形成して被削性に寄与する。
とくに、Ｓが全部ＭｎＳとなるよう、Ｍｎ／Ｓ≧４の条
件をみたす量を確保する必要がある。 鋼中に化合物で
ないＳが残っていると、熱間加工性を著しく屓うからで
ある。
件をみたす量を確保する必要がある。 鋼中に化合物で
ないＳが残っていると、熱間加工性を著しく屓うからで
ある。
ただし、過大になるとかえって被剛性を低下させるとと
もに冷間加工性をも害するから、２．０％が上限である
。
もに冷間加工性をも害するから、２．０％が上限である
。
Ｃｒ ：０．２〜３．０％
窒化硬化層を深くして、表面硬さ、耐摩耗性および強度
を高める。 あまり多いと靭性を低くするし、窒化処理
前の機械加工の妨げにもなる。
を高める。 あまり多いと靭性を低くするし、窒化処理
前の機械加工の妨げにもなる。
Ｎｂ ：０．０１〜０．２、または
Ｎｂ ：０．０１〜０．２％十Ｖ：０．００５〜０．４
％ Ｎｂは、加熱鍛造時に、鍛造により微細化した組織が再
結晶により粗大化するのを防ぐ。
％ Ｎｂは、加熱鍛造時に、鍛造により微細化した組織が再
結晶により粗大化するのを防ぐ。
微細組織が水冷により維持される結果、靭性が高くなる
。 ■は、Ｎｂの作用を助ける。
。 ■は、Ｎｂの作用を助ける。
しかし、いずれも過大になるとかえって靭性を低下させ
るし、窒化処理に先立つ加工にとっても好ましくない。
るし、窒化処理に先立つ加工にとっても好ましくない。
Ｓ：０．０３〜０．３５％、Ｐｂ ：０．０５〜０．３
％、Ｂｉ ：０．０２〜０．２％、Ｂｅ：０．０３〜
０．３％およびＴｅ：０．０１〜０．１％の１種または
２種以上 いずれも鋼の被削性を改善する元素であって、上記下限
以上の量を添加する。 添加量が多すぎると、熱間加工
性や靭性を害する。
％、Ｂｉ ：０．０２〜０．２％、Ｂｅ：０．０３〜
０．３％およびＴｅ：０．０１〜０．１％の１種または
２種以上 いずれも鋼の被削性を改善する元素であって、上記下限
以上の量を添加する。 添加量が多すぎると、熱間加工
性や靭性を害する。
ＭＯ：０．０５〜０．５％およびＴａ ：０．０１〜０
．２％の１種または２種以上 これらは、前記したように強度および靭性をいっそう高
めたい場合に、任意に添加する。
．２％の１種または２種以上 これらは、前記したように強度および靭性をいっそう高
めたい場合に、任意に添加する。
効果は上記した下限値以上の添加で認められ、一方、あ
まり多聞にするとかえって靭性が低下するので、上限値
までの添加量をえらぶ。
まり多聞にするとかえって靭性が低下するので、上限値
までの添加量をえらぶ。
不純物の規制について前記したところは、下記の理由に
もとづく。
もとづく。
Ｐ：０．１０％以下
Ｐの存在は靭性を低下させるので含有量は低い方がよく
、上記限度内に抑えることが好ましい。
、上記限度内に抑えることが好ましい。
ＡＮ ：０．０１％以下
被削性を高めるという意図に対してＡ、ｌ！は好ましく
ない存在でおるから、望ましくは上記の限度以下にする
。
ない存在でおるから、望ましくは上記の限度以下にする
。
０：２０１）Ｉ）ｍ以下
被削性と窒化層深さを確保するために、できるだけ低く
規制する。 ２０ｐ１）ｍの限界は、溶製上若干の配慮
を必要とするが、達成することが好ましい。
規制する。 ２０ｐ１）ｍの限界は、溶製上若干の配慮
を必要とするが、達成することが好ましい。
【実施例１
第１表に示す組成（重量％、ただしＯはｐｐＩＩｌ、残
部Ｆｅ ）の鋼を、いずれも５０Ｋｇ誘導炉で溶装して
インゴットにした。 番号に＊印を付したものは比較例
である。
部Ｆｅ ）の鋼を、いずれも５０Ｋｇ誘導炉で溶装して
インゴットにした。 番号に＊印を付したものは比較例
である。
これを圧延により鍛造し、直ちに水冷することによって
焼入れをした。 鍛造焼入材の硬さＨｌｌＣとシャルピ
ー値を測定して、第２表に示した。
焼入れをした。 鍛造焼入材の硬さＨｌｌＣとシャルピ
ー値を測定して、第２表に示した。
つぎの条件で被削性を評価した。
工 具： ５ＫＨ９，φ５Ｍドリル
切削速度： ２０ＴｒＬ／ｍｉｎ。
送 リ： ０ 、 ６ｓ／ ｒｅＶ。
評 価ニトリル切削抵抗（Ｋｅｙ−ｍ＞その結果を、
あわせて第２表に示す。
あわせて第２表に示す。
次に、各鍛造焼入材に対して、
５５０℃Ｘ２０時間
ガス比Ｎ２ ：町 ：Ａｒ＝３ニア：１圧 カニ５
ＴＯｒｒ の条件でイオン窒化を行なって、有効硬化層深さを測定
した。 データをやはり第２表に付記する。
ＴＯｒｒ の条件でイオン窒化を行なって、有効硬化層深さを測定
した。 データをやはり第２表に付記する。
第 ２ 表
第 ２ 表
発明の効果
本発明の窒化可能な非調質快削鋼は、鍛造焼入れによっ
て適度の硬さおよび強度が生じる。 この強度は機械ｈ
）造部品として有用なレベルにあるとともに、一方で硬
さは機械加工に差支えない程度であり、両者は適度のバ
ランスをもっている。
て適度の硬さおよび強度が生じる。 この強度は機械ｈ
）造部品として有用なレベルにあるとともに、一方で硬
さは機械加工に差支えない程度であり、両者は適度のバ
ランスをもっている。
その上でこの非調質快削鋼は、窒化が容易であって十分
深い有効窒化層が生じるから、表面硬さ、耐摩耗性およ
び局部的な強度の一層の上昇がはかれる。
深い有効窒化層が生じるから、表面硬さ、耐摩耗性およ
び局部的な強度の一層の上昇がはかれる。
従って、この鋼は、電気通信機器の部品、精密機械や工
作機械の部品、農業機械の部品、自動車部品などの材料
として好適であって、製造工程の簡易化やコストの低減
に効果的に寄与することができる。
作機械の部品、農業機械の部品、自動車部品などの材料
として好適であって、製造工程の簡易化やコストの低減
に効果的に寄与することができる。
Claims (10)
- （１）Ｃ：０．０５〜０．２％、Ｓｉ：０．１５〜１．
０％、Ｍｎ：０．５〜２．０％およびＣｒ：０．２〜３
．０％に加えて、Ｎｂ：０．０１〜０．２％またはＮｂ
：０．０１〜０．２％およびＶ：０．００５〜０．４％
、ならびにＳ：０．０３〜０．３５％、Ｐｂ：０．０５
〜０．３％、Ｂｉ：０．０２〜０．２％、Ｓｅ：０．０
３〜０．３％およびＴｅ：０．０１〜０．１％の１種ま
たは２種以上を含有し、残部Ｆｅおよび不可避の不純物
からなる窒化可能な非調質快削鋼。 - （２）Ｍｎ／５≧４である特許請求の範囲第１項の非調
質快削鋼。 - （３）Ｐ：０．１０％以下である特許請求の範囲第１項
の非調質快削鋼。 - （４）Ａｌ：０．０１％以下である特許請求の範囲第１
項の非調質快削鋼。 - （５）Ｏ：２０ｐｐｍ以下である特許請求の範囲第１項
の非調質快削鋼。 - （６）Ｃ：０．０５〜０．２％、Ｓｉ：０．１５〜１．
０％、Ｍｎ：０．５〜２．０％およびＣｒ：０．２〜３
．０％に加えて、Ｎｂ：０．０１〜０．２％またはＮｂ
：０．０１〜０．２％およびＶ：０．００５〜０．４％
、ならびにＳ：０．０３〜０．３５％、Ｐｂ：０．０５
〜０．３％、Ｂｉ：０．０２〜０．２％、Ｂｅ：０．０
３〜０．３％およびＴｅ：０．０１〜０．１％の１種ま
たは２種以上を含有し、さらにＭｏ：０．０５〜０．５
％およびＴａ：０．０１〜０．２％の１種または２種を
含有し、残部Ｆｅおよび不可避の不純物からなる窒化可
能な非調質快削鋼。 - （７）Ｍｎ／Ｓ≧４である特許請求の範囲第６項の非調
質快削鋼。 - （８）Ｐ：０．１０％以下である特許請求の範囲第６項
の非調質快削鋼。 - （９）Ａｌ：０．０１％以下である特許請求の範囲第６
項の非調質快削鋼。 - （１０）Ｏ：２０ｐｐｍ以下である特許請求の範囲第６
項の非調質快削鋼。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP28287686A JPS63137147A (ja) | 1986-11-27 | 1986-11-27 | 窒化可能な非調質快削鋼 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP28287686A JPS63137147A (ja) | 1986-11-27 | 1986-11-27 | 窒化可能な非調質快削鋼 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63137147A true JPS63137147A (ja) | 1988-06-09 |
Family
ID=17658229
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP28287686A Pending JPS63137147A (ja) | 1986-11-27 | 1986-11-27 | 窒化可能な非調質快削鋼 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS63137147A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6083455A (en) * | 1998-01-05 | 2000-07-04 | Sumitomo Metal Industries, Ltd. | Steels, steel products for nitriding, nitrided steel parts |
| WO2003046240A1 (fr) * | 2001-11-30 | 2003-06-05 | Nkk Bars & Shapes Co., Ltd. | Acier de decolletage |
| US8124008B2 (en) | 2001-11-30 | 2012-02-28 | Jfe Bars & Shapes Corporation | Free cutting steel |
-
1986
- 1986-11-27 JP JP28287686A patent/JPS63137147A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6083455A (en) * | 1998-01-05 | 2000-07-04 | Sumitomo Metal Industries, Ltd. | Steels, steel products for nitriding, nitrided steel parts |
| WO2003046240A1 (fr) * | 2001-11-30 | 2003-06-05 | Nkk Bars & Shapes Co., Ltd. | Acier de decolletage |
| US8124008B2 (en) | 2001-11-30 | 2012-02-28 | Jfe Bars & Shapes Corporation | Free cutting steel |
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